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El Hubble encuentra vapor de agua en la atmósfera de Ganímedes

Ganímedes, la más grande de las lunas de Júpiter y el noveno mayor objeto del Sistema Solar, podría contener más agua que la de todos los océanos de la Tierra juntos. Sin embargo, toda esa agua no está en la superficie, donde las gélidas temperaturas hacen que se congele, sino bajo una espesa corteza de hielo de 160 km de grosor. Por eso, esta luna joviana se suma a otros cuerpos helados, como Europa o Encélado, con océanos subterráneos en los que sería incluso posible la existencia de vida.

Investigaciones anteriores solo habían ofrecido una evidencia circunstancial de la presencia de toda esa agua en Ganímedes. Pero ahora, por primera vez y utilizando los datos observacionales del Telescopio Espacial Hubble durante las últimas dos décadas, los astrónomos han encontrado sólidas evidencias de vapor de agua en la atmósfera de de la luna joviana. El hallazgo se acaba de publicar en ‘Nature Astronomy’.

Una larga búsqueda
En 1998, el espectrógrafo de imágenes del Hubble (STIS) tomó las primeras imágenes ultravioleta de Ganímedes, que revelaron un patrón particular en las emisiones observadas de su atmósfera. La gran luna joviana, en efecto, luce una serie de franjas de colores, hechas de gas fuertemente electrificado y llamadas ‘bandas aurorales’, que son similares a los óvalos aurorales que pueden verse en la Tierra y otros planetas con campos magnéticos. Por lo tanto, aquellas imágenes mostraron con claridad que Ganímedes posee su propio campo magnético.

Las similitudes entre estas observaciones ultravioleta se explican por la presencia de oxígeno molecular (O2). Pero algunas características observadas no coincidieron con las emisiones que se esperaban de una atmósfera de O2 puro. Los científicos concluyeron que la discrepancia probablemente estaba relacionada con concentraciones más altas de oxígeno atómico (O).

Como parte del gran programa de observación que desde entonces se llevó a cabo para apoyar la misión Juno de la NASA en 2018, Lorenz Roth, del Real Instituto KTH de Tecnología en Estocolmo, dirigió un equipo cuyo objetivo específico era medir la cantidad de oxígeno atómico de Ganímedes con el Hubble. El análisis de los investigadores combinó los datos de dos instrumentos: los del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos, tomados en 2018; y las imágenes de archivo del Espectrógrafo de Imágenes (STIS) tomadas entre 1998 y 2010.

Llega la sorpresa
Para sorpresa de los científicos, y en contra de las interpretaciones originales de los datos de 1998, Roth y sus colegas descubrieron que apenas había oxígeno atómico en la atmósfera de Ganímedes. Lo cual significaba que debía haber otra explicación para las aparentes diferencias en estas imágenes de auroras en el ultravioleta.

De este modo, Roth y su equipo decidieron observar más de cerca la distribución relativa de la aurora en las imágenes UV. La temperatura de la superficie de Ganímedes varía mucho a lo largo del día, y alrededor del mediodía y cerca del ecuador puede subir lo suficiente como para que la superficie del hielo libere (o sublime) algunas pequeñas cantidades de moléculas de agua. De hecho, las diferencias percibidas en las imágenes ultravioleta están directamente relacionadas con el lugar donde se esperaría que eso sucediera en la atmósfera del satélite joviano.

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«Al principio solo se observó el O2 -explica Roth-. Esto sucede cuando las partículas cargadas erosionan la superficie del hielo. Y el vapor de agua que ahora hemos medido se origina en la sublimación del hielo causada por el escape térmico del vapor de H2O de las zonas más cálidas de las regiones heladas”.

Próximas misiones
El hallazgo refuerza el interés de la próxima misión JUICE de la Agencia Espacial Europea (Jupiter ICy moons Explorer, o Explorador de las Lunas Heladas de Júpiter) que se lanzará en 2022 para llegar al planeta gigante siete años más tarde y pasar tres años observando Júpiter y tres de sus mayores lunas, entre ellas Ganímedes, seleccionada como objetivo prioritario para una investigación más detallada porque constituye un perfecto laboratorio natural para analizar la habitabilidad de los mundos helados en general, además de tener con Júpiter unas interacciones magnéticas únicas.

En estos momentos, la misión Juno de la NASA también está observando Ganímedes de cerca, y hace poco envió a la Tierra un nuevo set de imágenes de la luna helada. Comprender mejor el sistema joviano y desentrañar su historia, desde su origen hasta la posible aparición de entornos habitables, proporcionará a los científicos un mejor entendimiento de cómo se forman y evolucionan los planetas gigantes gaseosos y sus satélites.

Este artículo ha sido publicado originalmente en este sitio.

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